Конструирование школьной парты

В корпусе расположен шнек 10, выполненный в форме однозаходного винта с шагом, уменьшающимся в сторону режущих инструментов. В шнек ввинчен с одной стороны палец 6 с двумя лысками, с другой стороны хвостовик 13, имеющий паз, в который входит шип привода вала 2 редуктора. На палец шнека надевают режущие инструменты в следующей последовательности: подрезная решетка 8, двусторонний нож 7, ножевая решетка 5 с диаметром отверстий 9 мм, двусторонний нож и ножевая решетка с диаметром отверстий 3 и 5 мм.

Подрезная и ножевые решетки свободно устанавливаются на пальце шнека и удерживаются от проворачивания шпонкой, закрепленной в корпусе мясорубки. Двусторонние ножи имеют отверстия по форме пальца, благодаря чему жестко закрепляются и вращаются вместе со шнеком. К ножам решетки принимаются упорным кольцам и нажимной гайкой 9, навинчиваемой на корпус мясорубки. Загрузочная чаша имеет ограждение (предохранитель) 11, в котором находятся два отверстия: одно (боковое) служит для прохода продукта в рабочую камеру, другое (верхнее) - для проталкивания продукта с помощью толкателя 12. Движение от электродвигателя 18 передается рабочим инструментам через клиноременную передачу 17 и одноступенчатым цилиндрическим редукторам 15, который состоит из зубчатого колеса, неподвижно закрепленного на приводном вал, и вала-шестерки, получающего вращение от ведомого шкива.

Для извлечения рабочих инструментов из корпуса при разборке мясорубке имеется специальное устройство, состоящее из выталкивателя 19 и рукоятки 20. При повороте рукоятки выталкиватель нажимает на торец шнека и перемещает его вместе с рабочими инструментами в сторону разгрузочного отверстия.

Основанием 1 машины служит чугунная плита, имеющая три отверстия под анкерные болты для крепления ее на фундаменте. К основанию монтируется рама из стального уголка, облицованная стальными листами.

Задняя стенка и одна боковая 16 имеют жалюзийные решетки, служащие для охлаждения электродвигателя.

 

Таблица 6. Техническая характеристика мясорубки МИМ-500.

Производительность, кг/ч	390
Электродвигатель:
Тип	А4100693
Мощность, кВт	2,2
Форма исполнения	М101
Частота вращения вала электродвигателя, об/мин	1000
Габаритные размеры, мм
Длина	700
Ширина	350
Высота	900
Масса, кг	150

 

 

 

2. Технико-экономическое  обоснование

В настоящее время используются много мясорубок разной производительности, мощности, а также могут быть настольного и напольного использования. Все мясорубки обладают своими достоинствами и недостатками.

Разрабатываемая машина удобна в применении. Она является машиной напольного исполнения.

Также данная мясорубка имеет съемную загрузочную чашу и гильзу, что обеспечивает удобную санитарную обработку машины. Данная машина обладает незначительной производительностью.

В качестве базовой модели принимаем мясорубку МИМ-105 с производительностью 400 кг/ч. Предполагаем, разработать аналогичную по конструкции машину с заданной производительностью 340 кг/ч.

 

3. Описание разрабатываемого оборудования.

3.1. Назначение.

Мясорубка - специальная машина, которая применяется на предприятиях общественного питания для мелкого измельчения мяса в целях получения мясного и рыбного фарша для рубленых полуфабрикатов.

3.2. Устройство мясорубки.

Мясорубка состоит из прямоугольного корпуса, собственно из камеры обработки и размещающихся в нем рабочих инструментов - шнека, ножей, решеток, диаметр которых составляет 105 мм.

Машину устанавливают на полу. Внутри корпуса закреплен электродвигатель. Вращение от электродвигателя через понижающую поликлиноременную передачу передается валу с втулкой, которая вращается в радиальных шарикоподшипниках. На втулке для восприятия осевого усилия от шнека установлен упорный шарикоподшипник. Вал приводит в движение шнек, который расположен внутри рабочей камеры, выполненной в виде чугунной гильзы, и служащий для транспортировки продукта; для усиления проталкивания продукта винтовая линия шнека выполнена с убывающим шагом. В корпусе мясорубки с внутренней стороны имеются винтовые бороздки, улучшающие подачу продукта и исключающие его прокручивания.

На палец шнека надевают ножи и решетки, которые в результате определенной сборки образуют режущие пары. Решетки свободно надеваются на палец шнека и удерживаются неподвижно закрепленной внутри корпуса цилиндрической шпонкой, входя в специальные пазы боковой поверхности решеток.

Предварительная затяжка ножей и решеток производится с помощью гайки и упорного кольца. При этом гайка навинчивается на неподвижную гайку (передняя часть корпуса мясорубки). Окончательная затяжка осуществляется гайкой.

Для удобства санитарной обработки рабочая камера и загрузочная чаша выполнены съемными.

Извлечение камеры вместе со шнеком и рабочими инструментами производится путем поворота рукоятки, расположенной снаружи на корпусе машины.

На горловину корпуса устанавливается загрузочная чаша, в которой предусмотрен толкач, с помощью которого осуществляется проталкивание продукта.

Мясорубка комплектуется основным набором ножей и ножевых решеток для получения котлетной массы и набором ножей и ножевых решеток рубки продукта. Сборка мясорубки производится в такой последовательности. Корпус мясорубки вставляется хвостовиком в переднюю крышку редуктора и закрепляется винтами. Затем в корпус вводится шнек таким образом, чтобы его шип вошел в гнездо вала привода. На палец шнека надеваются: подрезка решетка - режущими кромками наружу; двусторонний нож режущими лезвиями в сторону вращения шнека (против часовой стрелки); ножевая решетка с диаметром отверстий 9 мм; второй двусторонний нож и ножевая решетка с диаметром отверстий 5 мм. Затем на палец шнека надевается упорное кольцо, а на корпус навинчивается нажимная гайка, чтобы была обеспечена плотность прилегания режущих пар.

При установке набора ножей для крупной рубки мяса или рыбы сборку мясорубки производится в той же последовательности, но вместо последней режущей пары устанавливают второе упорное кольцо. Для приготовления паштетной массы используют ножевую решетку с диаметром отверстий 3 мм.

После сборки машины включается двигатель.

 

3.3. Принцип действия  мясорубки

Продукт, порционными кусочками массой от 50 до 200 г подается из загрузочной чаши в камеру для обработки, где он захватывается вращающимися шнеком и перемещается (транспортируется) им вдоль рабочей камеры к режущим инструментам. Направляющие ребра на внутренней стороне камеры, предотвращают вращательные движения продукта внутри камеры. Благодаря постепенному уменьшению витков шага шнека перерабатываемый продукт продвигается вдоль рабочей камеры, уплотняется и поступает к рабочему инструменту в виде сплошной плотной массы. Последний виток шнека имеющий наименьший шаг нажимает на продукт, продавливая его в отверстие подрезной решетки. Части продукта прошедшие через эти отверстия отрезаются кромками режущими, вращающегося двустороннего ножа от основной массы, которые перемещаются по плоскости подрезкой решетки. Предварительно измельченный продукт прижимается шнеком и плоскости первой ножевой решетки и вдавливается в ее отверстия. Отрезание вдавившихся в отверстие частицы продукта происходит с помощью режущих кромок второго ножа вращающегося двустороннего. Отрезанные частицы продукта проталкиваются через отверстия первой ножевой решетки следующими вдавившимися частицами продукта. При выходе продукта из отверстий первой ножевой решетки происходит его разрезание режущими кромками второго двустороннего ножа и выходными кромками отверстий первой ножевой решетки. Частицы продукта находящиеся в пространстве между первой и второй ножевыми решетками за счет подпирания продукта, прижимаются к плоскости второй ножевой решетки, измельчение его осуществляется также как и на входе в первую решетку. На выходе из второй ножевой решетки, готовый продукт имеет вид сплошного потока мяса, в форме толстых нитей, состоящих из слипшихся между собой частей мяса.

 

4. Техническая характеристика

Тип мясорубки	Напольный
Производительность, кг/ч	340
Частота вращений шнека, об/мин	200
Мощность электродвигателя, кВт	1,1
Частота вращения, об/мин	750
Напряжение, В	220/380
Габариты, мм
Длина	580
Ширина	660
Высота	940
Масса, кг	150

 

 

4. Расчетная часть

Для проведения расчетов используем следующие данные:

Ножевые решетки: первая - диаметр отверстий d01 = 9 мм, число отверстий Z01 = 54; вторая - диаметр отверстий d02 = 5 мм, число отверстий Z02 = 132; наружный диаметр ножевой решетки dp = 105 мм;

Вращающие ножи: наибольший радиус rтах = 37 мм; наименьший радиус rmin = 15 мм;

Шнек: наружный радиус rн = 35 мм, внутренний радиус rв = 17 мм; частота вращения шнека n2 = 200 об/мин;

Коэффициент объемной подачи продукта Кв = 0,4;

Число витков шнека т = 4;

Коэффициент использование площади отверстий первой ножевой решетки φ = 0,8;

Плотность продукта ρ = 1000 кг/м3;

Удельный расход энергии на перерезание продукта а = 3 ·103 Дж/м2;

Давление за последним витком шнека Ро=4 ·105 Па;

Среднее давление мяса на шнек P/ = 1,5·105 Па;

Коэффициент трения продукта о шнек f1 = 0,3;

Коэффициент использования площади подрезной решетки Кпр = 0,42;

Усредненное удельное давление на поверхность стыка ножей и решеток Р = 2,5·106 Па;

Ширина пощади контакта лезвия ножа и решетки в = 0,002 м;

Коэффициент трения скольжения ножа о решетку в присутствии измельченного продукта f = 0,3;

Количество плоскостей резания ψ = 4;

Производительность мясорубки Q = 340 кг/ч.

 

4.1. Технологический расчет.

Производительность мясорубки рассчитывают по формуле:

Q = 3600 · F0 · V0 · ρ · φ; [кг/ч]                              (1)

Где Fo - суммарная площадь отверстий в первой ножевой решетки. Определяется по формуле:

Исходя из формулы (1) рассчитываем скорость продвижения продукта через отверстие первой ножевой решетки:

                                (3)

4.2. Конструктивный расчет

                                      (2)

Где d0 - диаметр одного отверстия, м;

Zo - количество отверстий ножевой решетки, шт;

Vo - скорость продвижения продукта через отверстие первой ножевой решетки, м/с;

ρ - плотность продукта, кг/м ;

φ - коэффициент использования площади отверстий первой ножевой решетки (φ = 0,7 — 0,8)

Суммарная площадь отверстий в первой ножевой решетке ближайшей к шнеку:

 

4.3. Энергетический расчет.

Определяем мощность, необходимую чтобы обеспечить данную производительность:

Где η - КПД машины; (η = 0,85)

1) Мощность, необходимая на разрезание  продукта в режущем механизме:

Где, Fp - Площадь ножевой решетки, м2

Где dh- наружный диаметр ножевой решетки, м

Кпр - коэффициент использования площади подрезной решетки;

Kp1, Kp2 - коэффициент использования площади с крупными и мелкими отверстиями;

                            

Где do - диаметр отверстий ножевой решетки, м

Zo - число отверстий, шт.

а - удельный расход энергии на перерезание продукта;

Z - количество лезвий у одного ножа, шт.

2) Мощность, необходимая на преодоление трения в режущем механизме:

Где, Р3 - усилие затяжки режущего механизма, Па:

Где, Р - усредненное давление в поверхности стыка ножей и решеток, Па

в - ширина площади контакта лезвия ножа и решетки, м;

rmax, rmin - наибольший и наименьший радиус вращающегося ножа, м.

Р3=2,5 · 106 · 0,002 · 4 · (0,037 - 0,0015) = 440 Н